设 计 者：陈阳 赵二飞 崔建军 闫世伟 刘福龙 詹启计
指导老师：张学成 程光明
众所周知，环境污染已经成为全世界关注的焦点，工业的发展推动了社会飞速的进步，然而却是以污染环境为代价的，随着近几年汽车和摩托车的大量使用，其对环境的污染更是愈演愈烈，同时也加剧了宝贵石油资源的消耗。
各国都在采取各种措施治理污染，人们的环保意识也在不断地增强，同时为了健康，现在有很多人在汽车和自行车之间选择了自行车。我们的作品正是为了迎合时代的需要，满足人们保护环境和锻炼身体的双重需求的背景下孕育而生的。同时它也符合大赛“鼓励从实际需求中选择参赛题目，本着注重创新与实践”的原则。
在选定了自行车之后，我们曾先后提出了前轮驱动、折叠、储能、无链传动等一系列想法。后来考虑到“新颖性”和“易行性”，我们最终选择了“压缩空气助力自行车”为我们的创作作品。
第一、我们的作品以空气为动力源,它没有任何的环境污染，在这点上，比之“燃油助力自行车”和“电动助力自行车”优越得多，体现出绿色环保的特色，适合时代潮流。
第二、在资源日益短缺的今天，”压缩空气助力自行车”以空气为动力源，廉价而又取之不尽。
作品分四个部分：车体、能源装置（储气瓶） 、气动马达、 机械传动系统 。
１气动马达的选取
但由于实际条件的限制，我们不能自行开发适于自行车的马达，于是我们采用了TMY---03叶片式气动马达。
该马达相关技术参数如下:
使用气压0.63MPa
额定功率0.28kw
额定扭矩13Nm
空载转速260r/min
额定流量22L/s
2.气瓶的选取
本次设计中，我们采用了三个上海高压容器有限公司的“铁锚”牌钢质无缝气瓶。 气瓶的部分参数如下:
水压试验压力 22.5MPa
公称工作压力 15 MPa
气密试验压力 15 MPa
钢瓶质量 7.33kg
钢瓶容积 4.18L
设计壁厚 2.8mm
3.机械传动系统设计
动力传递考虑了齿轮传动、带传动、链传动，最终我们采用了链传动，并进行了相关的计算。气动回路部分主要考虑了气体的输送和控制问题
改进完善与前景展望
一、改进完善
由于时间、资金、地域、精力等各方面的原因，本次设计在满足构思新颖、作品使用的基础上，还有许多有待改进和完善的地方。
通过理论计算和实践试验，发现我们的作品整体效率较低，其问题主要集中在气动回路的设计过于简陋（效率不足10%），经分析问题如下：
1、本次设计中气动马达的利用效率不高，在实验中由于供气量难以控制在额定流量处，使马达效率未能发挥到极至，能量损失严重。
2、气体在经过减压阀时，压力从10Mpa瞬间减至0.6Mpa，能量损严重。
基于以上分析，我们从整体考虑提出以下改进意见：
１、重新设计气动回路，将能量损失降为最低，这是重点也是难点。
２、现行马达和自行车不是很匹配，需要设计制造小功率，
小扭矩，小耗气量的适于自行车的马达。
３、为方便、美观、高效、实用起见，优先采用一个合适的气瓶取代三个气瓶。
４、为实用新型”压缩空气助力自行车”有必要专门设计制造合适的自行车,充分考虑气瓶,马达的和谐安放.
二、前景展望
“压缩空气助力自行车”以环保，无污染为其最大的特色。
在模型研制过程中虽然花费较多，但若改进后能成批生产，成本自会降低，成为大众的消费品。
如果效率提高，将极大地延长自行车的行走
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我们的作品只是一个实验模型，从实践上论证了“压缩空气助力自行车” 的可行性，同时本次的设计论证为工程技术人员提出了许多问题，有待于去分析解决。我们相信“压缩空气助力自行车” 会有广阔的前景。
吉林大学
机械科学与工程学院
参赛作品 2004.7
[ 本帖最后由 白金小马 于 2006-3-31 12:25 编辑 ] |
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发表于 2006-3-31 12:22
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